无人驾驶入门（基本流程）

Posted 2021-01-06 wanghuaijun

无人驾驶的操作流程，没有大家想的那么复杂。大家完全可以根据自己开车的实践，推断出自动驾驶应该包括那些内容。传统意义上，很多论文或者教材都喜欢把自动驾驶分成感知、预测、规划和控制四个部分，但是我个人喜欢再添加两个部分，即导航和停车，这样会构成一个更完整的整体。

 

1、导航

    当车辆开始启动的时候，我们会输入起始地址和目的地址。有了这两个地址，软件就可以帮助我们规划合理的行驶路线。目前导航这一块已经很成熟了，百度导航和高德导航也做的很好。

 

2、感知

    所谓感知，就是车辆需要定位自身的位置，同时它还需要了解周围的环境。为了做到这些，一般自动驾驶车辆需要安装1-n个激光雷达、1-2个长距离毫米波雷达，4个左右短距离毫米波雷达，8-12个摄像头雷达，8-12个超声波雷达，gps＋imu定位系统，同时还要安装高清地图。有了这些传感器和软件，车辆才能进行数据分析、信息融合，获取周围的环境信息。

 

3、预测

    有了环境数据之后，车辆还要进一步分析和判断周围车辆、行人、物体在未来一段时间内的行驶轨迹。这种判断是十分复杂的，但它决定了我们车辆在未来一段时间内要采用什么样的方式行驶。

 

4、路径规划

    如果说导航规划的是大路径，那么这里的规划就是局部小路径，通常也就几十米，且实时更新。有了感知和预测的信息，车辆可以灵活规划自己未来的行驶轨迹。是超车，还是刹车，是并线，还是继续向前行走，是准备转弯，还是掉头，如何不和其他车辆发生冲突，不碰撞行人，这个时候路径规划要考虑的东西就很多了。当然，除了技术之外，行人的舒适度也是路径规划必须考虑的一个重要指标。

 

5、控制

    有了规划给出的局部路径，这个时候就需要利用特定的控制算法对车辆进行控制，使得车辆行驶轨迹和我们设计的轨迹拟合在一起。这中间或许存在误差，但是误差必须尽量小。一方面，车辆要对速度进行纵向控制，目前PID用的较多，但是体验较差；另一方面，车辆要对方向进行横向控制，目前LQR用的较多。车辆控制的时候必须平顺舒缓，否则会给乘客带来很不好的用户体验。为什么一般来说，自动驾驶和电动汽车搭配较好，答案就是电动汽车可以在开机一刹那全功率输出，而燃油车有复杂的发动机模型、变速器模型，完全非线性的动力控制对于新能源汽车制造公司来说，控制难度较大。

 

6、自动泊车

    车辆行驶到目的地之后，如何自动泊车也是很重要的一个问题。只不过，目前大多数泊车还是半自动泊车，真正做到全场景自动泊车的还不多，这或许也是未来发展的一个方向吧。

 

7、学习资料

    目前关于自动驾驶资料这块，我觉得apollo出品的视频资料还是非常不错的，建议大家可以好好学习一下，http://apollo.auto/devcenter/devcenter_cn.html 。自动驾驶本身的流程其实是很清晰的，关键是如何把自动驾驶做的稳定、高效、安全、覆盖所有的corner case、成本可控，并且使得人们相信自动驾驶的安全性远超过人类驾驶，这就非常困难了。目前，很多公司在系统设计、测试、验证方面都做了一些探索，后续可以好好聊一聊，平凡的程序员。